[发明专利]一种PECVD沉积太阳能电池掺杂层的气源和系统

说明书

本发明公开了一种PECVD沉积太阳能电池掺杂层的制备方法，包括如下步骤：S1.将放置在载具上的硅片输送到工艺腔内；S2.将工艺腔抽真空；S3.向工艺腔内通入卤代硅烷和掺杂气体的混合气体，并开启电源激发等离子体放电，同时将工艺腔升温至反应温度，卤代硅烷和掺杂气体的混合气体在低压真空环境中反应并在硅片表面生成掺杂的硅薄膜。本发明采用不含H的卤代硅烷代替易燃易爆且高危的硅烷作为PECVD沉积掺杂层的反应气体，使用安全性更高，且由于卤代硅烷本身不含有H并且能提供沉积薄膜层所需的Si元素，而磷烷或硼烷中的H含量比较少本身不会导致起泡现象，由此解决了硅烷引发的沉积掺杂层起泡问题，极大提高了太阳能电池片的良率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池制备技术领域，特别涉及一种PECVD沉积太阳能电池掺杂层的气源和系统。

背景技术

近年来，随着晶硅太阳能电池的研究和发展，理论和实践都证明表面钝化是电池效率提升的必经之路，氧化铝薄层钝化在PERC电池上获得广泛推广。随着晶体硅电池硅片厚度的不断降低，且对于一定厚度的电池片而言，当少数载流子的扩散长度大于硅片厚度时，表面的复合速率将对太阳能电池的效率带来不利影响，而掺杂层的制备可以提供场致钝化，与硅基底形成良好的钝化接触效果，减少复合损失，提高太阳电池的效率。

隧穿氧化物钝化接触(TOPCon)技术是当前产业化高效太阳电池的重点研究方向之一，是一种既能降低表面复合又无需开孔的钝化接触电池结构，其核心技术超薄隧穿氧化硅层的制备，可有效减少表面态保持较低的隧穿电阻，从根本上消除了电流横向传输引起的损失，提升了电池的电流和填充因子。

目前，TOPCon太阳能电池在利用PECVD方式制备掺杂层时，一般采用硅烷和磷烷(或硼烷)作为反应气体，硅烷和磷烷(或硼烷)进入反应室后被射频或其他种类电源激发放电形成等离子体形态，气体分子激发成活性离子，在真空环境下互相碰撞反应。但是，等离子体中大量来自硅烷的H离子会在化学气相沉积过程中进入到薄膜内部，并在后续的高温退火工序以H₂的形式溢出薄膜，造成溢出区域出现薄膜的破裂和碎渣，这种现象叫做H₂的起泡现象，而最终生成的含磷(或硼)掺杂层由于起泡问题钝化效果大大降低，不能达到理想效果。薄膜厚度增加则起泡现象就越严重，而钝化掺杂层厚度一般需要做到20-200nm，所以起泡问题将严重影响太阳能电池片的良率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种PECVD沉积太阳能电池掺杂层的气源，所述气源采用卤代硅烷和掺杂气体的混合气体。

本发明还提供了一种PECVD沉积太阳能电池掺杂层的制备方法，包括如下步骤：

S1.将放置在载具上的硅片输送到工艺腔内，输送方式为板式、链式、管式等均可，不做具体限定；

S2.将工艺腔抽真空；

S3.向工艺腔内通入卤代硅烷和掺杂气体的混合气体，并开启电源激发等离子体放电，同时将工艺腔加热，在低压真空环境中的反应区域内在硅片表面生成掺杂的硅薄膜，从而获得原位掺杂层以实现钝化效果。

其中，步骤S2中，工艺腔内的真空压力为1-30Pa；步骤S3中，工艺腔内加热温度为100-700℃。

本发明还提供了一种PECVD沉积太阳能电池掺杂层的系统，包括输送系统及反应系统；

所述输送系统包括输送线及设置在所述输送线上的载具，硅片放置在所述载具上；

所述反应系统包括工艺腔，用于将所述工艺腔抽真空的真空设备，用于向所述工艺腔内通入工艺气体的供气设备，以及设置在所述工艺腔内的加热装置。

其中，所述供气设备包括掺杂气体供应设备及卤代硅烷供应设备；所述卤代硅烷供应设备具有加热机构，以用于将卤代硅烷加热气化形成气态源并通入的所述工艺腔内。